CN108538527A - 一种片式电阻器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种片式电阻器，包括电阻片、包裹在电阻片表面的内壳、通过绝缘导热胶与电阻片表面粘合的散热片、最外层的外壳、与电阻片两端连接且在外壳外部的电极引脚，内壳有用于涂覆绝缘导热胶的镂空部分；片式电阻器的制造方法为：电阻片和电极引脚冲裁然后两者加工连接为电阻体，粗调和精调电阻体的电阻值，第一次封装形成内壳，散热片经过冲裁后通过绝缘导热胶与电阻片粘合，第二次封装，电极引脚经过裁切和折弯形成侧U形，最后经过后处理得到片式电阻器。本发明在电阻体经过粗调和精调阻值后，进行第一次封装，在电阻体外部包括一层内壳，确保散热片不与电阻片接触，得到的片式电阻器精度高、散热快、寿命长、安全可靠、产品的良率高。
Description
技术领域
本发明属于电子器件技术领域，尤其涉及一种片式电阻器及其制造方法。
背景技术
在变频空调、新能源电动汽车、航空航天、电源适配器等领域，都应用到对电流进行实时检测的电流检测电阻。通过应用电流检测电阻实现以下功能：(1)过电流保护，监测流过电动机或电源输出端的电流，如果负载变化就对输出电流进行调节；(2)多相负载平衡，监测每条有电流的线上的安培数值，并对实时响应产生影响，从而能够保证电路在很大温度范围内可靠工作。该类电流检测电阻具有阻值小、精度度高的特点，其阻值一般处于毫欧(mΩ)级，允许偏差范围控制在±0.5％～±5％的精度。现有电流检测电阻按生产工艺不同可以分为膜式电阻和金属板式电阻。
膜式电阻的电阻体是合金箔片(厚度通过在0.15mm以下)，制作出来的精密贴片电阻功率低、易烧毁。虽然通过能提高合金箔片的厚度来增加功率，但药水蚀刻方式来粗调阻值，会导致侧蚀严重，蚀刻不干净，生产不良率高、效率低。采用合金金属板来作为电阻体，电极仍通过电镀方式上铜制作，也有悖于节能减排、绿色环保的理念。
金属板式电阻具有体积大、电感高、不易实现自动生产的缺点；尤其是在设备小型化、迷你化的今天，对电流检测元件又提出了体积更小、功率更高的要求，传统的插件式电流检测元件必须使用更小体积的贴片电流检测元件进行替代。因此，开发出满足以上要求的贴片电阻器已成为亟待解决的问题。
专利申请号CN201610994387.6公开了一种金属板结构高功率高阻值精度贴片电阻制作工艺包括：电阻金属体与电极金属体接合，接合体塑形定阻值范围，塑形体精准微调定阻值，精准体包裹绝缘层，绝缘层制作标记码，精密分立单元颗，单元颗制作贴片金属层，尺寸外观标记码检验、阻值测试包装八个工序。此发明中得到的金属板式电阻具有体积大、电感高、不易实现自动生产的缺点，并且所得电阻器的散热慢，极大的降低了电阻器的使用寿命和安全可靠性，所得电阻器容易造成电阻差异，通常需要经过多次的机械或者镭射的方式对电阻片进行调阻值，因此带来机械或者镭射的痕迹，对电流的冲击来说是个很大的缺陷，长时间使用或一旦有大电流来袭，将影响产品的使用寿命，不易于实现自动化生产，降低了生产效率。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出的一种片式电阻器及其制造方法。
本发明提供了一种片式电阻器，包括电阻片、包裹在电阻片表面的内壳、通过绝缘导热胶与电阻片表面粘合的散热片、最外层的外壳、与电阻片两端连接且在外壳外部的电极引脚，所述内壳有用于涂覆绝缘导热胶的镂空部分。
优选的，所述电阻片为合金材料。
优选的，所述合金材料为Cu-Mn系合金、Cu-Ni系合金、Ni-Cr系合金或贵金属合金。
优选的，所述电极引脚为侧U形。
本发明还提供了一种片式电阻器的制造方法，步骤如下：
1)将带状合金材料和带状金属引脚原料分别经过冲裁得到电阻片和电极引脚，电阻片和电极引脚设置有定位孔；
2)电极引脚通过加工连接在电阻片的两端，两者形成电阻体；
3)电阻体经过粗调电阻阻值使阻值达到目标值的93-96％，再经过精调电阻阻值使阻值达到目标值的99％以上；
4)精调电阻阻值后的电阻体上的电阻片进行第一次封装，形成内壳；
5)带状金属散热片原料经过冲裁得到散热片，散热片上设置有定位孔，散热片的表面涂覆一层绝缘导热胶，然后通过绝缘导热胶透过内壳上的镂空部分与电阻体上的电阻片粘合；
6)电阻片与散热片粘合后进行第二次封装，形成外壳，然后电极引脚经过裁切和折弯形成侧U形，最后经过后处理得到片式电阻器。
优选的，步骤1)所述带状金属引脚原料为铜、银或金中的一种。
优选的，步骤1)所述电极引脚的表面镀有一层金属，所述金属为锡、镍、金或银中的一种。
优选的，步骤2)所述加工的方式为电阻焊、激光焊、热熔焊、辊压、化学溶接、粘接中的一种。
优选的，步骤2)所述加工的方式为电阻焊。
优选的，步骤5)所述带状金属散热片原料为铜或铝。
本发明所述后处理为标识、编带、包装。
本发明所述冲裁为切割或模具冲压。
本发明所述电阻阻值的调整是通过磨削减薄电阻体厚度、在电阻体上打孔或开槽等方式实现。
本发明所述内壳材料是工程塑料，具有绝缘性能好、耐高温高湿、抗氧化、机械性能优良和易成型的特点。
本发明所述绝缘导热胶具有绝缘性能好、导热系数高、耐高温、抗氧化、易成型的特点。
本发明中粗调电阻阻值和精调电阻阻值的原理是电阻片根据欧姆定律改变其截面积，具体方式包括但不限于刀具切割、砂轮磨削、激光切割、模具冲压或化学腐蚀，达到改变电阻片的截面积，进而改变电阻片的电阻值的目的。
本发明所述标识的方式为在外壳的顶面进行激光打标、丝印、喷码或粘贴标签纸。
本发明第一次封装和第二次封装的封装材料具有绝缘、导热、抗老化、模塑性好的特点。
本发明中的电阻片、电极引脚和散热片都是采用带状材料经过切割或模具冲压的方式加工成相应规格尺寸，加工后的电阻片、电极引脚和散热片均包含有用于定位的定位孔，保证产品精度，提高了生产效率。
本发明所述绝缘导热胶是一类石墨基高分子胶粘剂，具有使用方便、粘接强度高、因化后呈固体，具有硬度高的特点，同时固化物还具有良好的导热、散热功能及优异的耐高低温性能和电气性能。
本发明所述内壳的镂空部分略小于散热片大小，内壳两端设置有支撑散热片的台阶，确保散热片不与电阻片接触，保证设备仪器的高精度以及数据的准确性。
片式电阻器的阻值一般为毫欧级，以额定功率5W，阻值为10mΩ的片式电阻器为例，其在额定工作时的电流为22A，电阻体在正常工作时的温度达到600℃，因此，及时将电阻体产生的热量传导至外界直接影响片式电阻器的寿命。现有技术中为了解决散热问题，将电阻体直接粘贴在耐高温导热绝缘层和散热器上，绝缘层的厚度不容易控制，这样容易对电阻片的电阻值产生影响，降低了片式电阻器的精确度、性能以及产品的良率。本发明在电阻体经过粗调和精调阻值后，进行第一次封装，在电阻体外部包括一层内壳，散热片的表面涂覆一层绝缘导热胶，再通过绝缘导热胶透过内壳上的镂空部分与电阻体上的电阻片粘合，确保散热片不与电阻片接触，得到的片式电阻器精度高、散热快、寿命长、安全可靠、产品的良率高。
现有贴片电阻的规格尺寸有：0402、0603、0805、1206、2512、2818、4527等，均属于小尺寸的封装尺寸；其次，片式电阻器的市场需求量大，其生产过程必须易于实现自动化生产要求，提高生产效率。而现有技术中的电阻片经过一次冲压剪切后容易造成电阻差异，通常需要经过多次的机械或者镭射的方式对电阻片进行调阻值，因此带来机械或者镭射的痕迹，对电流的冲击来说是个很大的缺陷，长时间使用或一旦有大电流来袭，将影响产品的使用寿命。本发明中的电阻片、电极引脚和散热片均采用带状材料进行连续生产，加工后的电阻片、电极引脚和散热片均包含有用于定位的定位孔，充分保证了片式电阻器的电阻值精度，无人为缺陷，耐电流冲击能力强，性能大大提升，优化了生产工艺，实现连续化生产，提高了生产效率。
本发明的有益效果：
1、本发明在电阻体经过粗调和精调阻值后，进行第一次封装，在电阻体上的电阻片外部包裹一层内壳，散热片的表面涂覆一层绝缘导热胶，再通过绝缘导热胶透过内壳上的镂空部分与电阻体上的电阻片粘合，确保散热片不与电阻片接触，得到的片式电阻器精度高、散热快、寿命长、安全可靠、产品的良率高。
2、本发明中的电阻片、电极引脚和散热片均采用带状材料进行连续生产，加工后的电阻片、电极引脚和散热片均包含有用于定位的定位孔，充分保证了片式电阻器的电阻值精度，无人为缺陷，耐电流冲击能力强，性能大大提升，优化了生产工艺，实现连续化生产，提高了生产效率。
3、本发明的电阻片与电极引脚的加工方式最优选为电阻焊，发现此种焊接方式可靠，接触电阻小，焊点对电阻的温度系数影响较小，不会产生长时间使用后焊接开裂等缺陷，保证了电阻工作的可靠性，降低了失效风险，且在批量生产时一致性好。
4、本发明的片式电阻器结构简单，通过在电阻片的外部包裹一层带有镂空部分的内壳，得到的片式电阻器精度高、散热快、寿命长、安全可靠、产品的良率高。
附图说明
图1为本发明片式电阻器的结构示意图。
图2为本发明片式电阻器的轴测图。
图3为本发明电极引脚结构示意图。
图4为本发明电阻片结构示意图。
图5为本发明电极引脚与电阻片连接成电阻体的结构示意图。
图6为本发明精调阻值后电阻体的结构示意图。
图7为本发明电阻体第一次封装后的结构示意图。
图8为本发明散热片结构示意图。
图9为本发明散热片与电阻体粘合后的结构示意图。
图10为本发明电阻体第二次封装形成外壳的结构示意图。
图11为本发明标识后得到的片式电阻器的结构示意图。
图12为本发明片式电阻器的工艺流程图。
其中：1电极引脚，2电阻片，3内壳，4绝缘导热胶，5散热片，6外壳。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提供了一种片式电阻器，包括电阻片2、包裹在电阻片2表面的内壳3、通过绝缘导热胶4与电阻片2表面粘合的散热片5、最外层的外壳6、与电阻片2两端连接且在外壳6外部的电极引脚1，所述内壳3有用于涂覆绝缘导热胶4的镂空部分。
本发明所述本内壳3的镂空部分小于散热片5大小，内壳3两端还设置有支撑散热片5的台阶，确保散热片5不与电阻片2接触，保证设备仪器的高精度以及数据的准确性。
本发明所述电阻片2为合金材料，合金材料为Cu-Mn系合金、Cu-Ni系合金、Ni-Cr系合金或贵金属合金，优选为锰铜合金6J12(盐城宇恒电热科技有限公司供应的)、康铜合金6J40(上海鑫稀合金材料有限公司供应的)。
本发明所述电极引脚1为侧U形，电极引脚1为导电性好，对合金材料电阻片的热电动势低的金属材料，优选为铜、银或金，最优选为紫铜。
本发明所述散热片5的材料优选为传热性好的铜或铝。
本发明中片式电阻器的制造方法为：1)将带状合金材料和带状金属引脚原料分别经过冲裁得到电阻片和电极引脚，电阻片和电极引脚设置有定位孔；2)电极引脚通过加工连接在电阻片的两端，两者形成电阻体；3)电阻体经过粗调电阻阻值使阻值达到目标值的93-96％，再经过精调电阻阻值使阻值达到目标值的99％以上；4)精调电阻阻值后的电阻体上的电阻片进行第一次封装，形成内壳；5)带状金属散热片原料经过冲裁得到散热片，散热片上设置有定位孔，散热片的表面涂覆一层绝缘导热胶，然后通过绝缘导热胶透过内壳上的镂空部分与电阻体上的电阻片粘合；6)电阻片与散热片粘合后进行第二次封装，形成外壳，然后电极引脚经过裁切和折弯形成侧U形，最后经过标识、编带、包装得到片式电阻器。
本发明中的电阻片、电极引脚和散热片都是采用带状材料经过切割或模具冲压的方式加工成相应规格尺寸，加工后的电阻片、电极引脚和散热片均包含有用于定位的定位孔，保证产品精度，提高了生产效率。
本发明中的电阻片和电极引脚的加工连接方式包括但不限于电阻焊、激光焊、热熔焊、辊压、化学溶接或粘接，最优选为电阻焊，为了保证电极引脚的易焊性，需要在其表面电镀一层金属，如镀锡、镍、金、银。
本发明中粗调电阻阻值和精调电阻阻值的原理是电阻片根据欧姆定律改变其截面积，具体方式包括但不限于刀具切割、砂轮磨削、激光切割、模具冲压或化学腐蚀，达到改变电阻片的截面积，进而改变电阻片的电阻值的目的。
为了保证散热片不会影响电阻片的电阻值，在电阻片与散热片之间设置有绝缘导热胶；绝缘导热胶具有绝缘性好、耐高温、化学稳定性好的特点；电阻片与散热片通过绝缘导热胶粘合，并经过外力压紧、烧烤粘结在一起；电阻片与散热片粘合后，会通过灌胶、注塑封装在绝缘、导热性好的材料中；封装后的电阻片两端的电极引脚会通过模具裁切达到规定的长度尺寸，之后通过折弯模具形成侧U形。
本发明所述标识的方式为在外壳的顶面进行激光打标、丝印、喷码或粘贴标签纸。
本发明第一次封装和第二次封装的封装材料具有绝缘、导热、抗老化、模塑性好的特点。
以上所述仅为发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明范围之内。
Claims (10)
1.一种片式电阻器，其特征是，包括电阻片(2)、包裹在电阻片(2)表面的内壳(3)、通过绝缘导热胶(4)与电阻片(2)表面粘合的散热片(5)、最外层的外壳(6)、与电阻片(2)两端连接且在外壳(6)外部的电极引脚(1)，所述内壳(3)有用于涂覆绝缘导热胶(4)的镂空部分。
2.如权利要求1所述的片式电阻器，其特征是，所述电阻片(2)为合金材料。
3.如权利要求2所述的片式电阻器，其特征是，所述合金材料为Cu-Mn系合金、Cu-Ni系合金、Ni-Cr系合金或贵金属合金。
4.如权利要求1或2所述的片式电阻器，其特征是，所述电极引脚(1)为侧U形。
5.一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤如下：
1)将带状合金材料和带状金属引脚原料分别经过冲裁得到电阻片和电极引脚，电阻片和电极引脚设置有定位孔；
2)电极引脚通过加工连接在电阻片的两端，两者形成电阻体；
3)电阻体经过粗调电阻阻值使阻值达到目标值的93-96％，再经过精调电阻阻值使阻值达到目标值的99％以上；
4)精调电阻阻值后的电阻体上的电阻片进行第一次封装，形成内壳；
5)带状金属散热片原料经过冲裁得到散热片，散热片上设置有定位孔，散热片的表面涂覆一层绝缘导热胶，然后通过绝缘导热胶透过内壳上的镂空部分与电阻体上的电阻片粘合；电阻片与散热片粘合后进行第二次封装，形成外壳，然后电极引脚经过裁切和折弯形成侧U形，最后经过后处理得到片式电阻器。
6.如权利要求5所述的一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤1)所述带状金属引脚原料为铜、银或金中的一种。
7.如权利要求5或6所述的一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤1)所述电极引脚的表面镀有一层金属，所述金属为锡、镍、金或银中的一种。
8.如权利要求5或6所述的一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤2)所述加工的方式为电阻焊、激光焊、热熔焊、辊压、化学溶接、粘接中的一种。
9.如权利要求5或6所述的一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤2)所述加工的方式为电阻焊。
10.如权利要求5或6所述的一种片式电阻器的制造方法，其特征是，步骤5)所述带状金属散热片原料为铜或铝。
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